Panorama de l`astronomie

Panorama de l’astronomie
7. Les étoiles : évolution et
constitution des éléments chimiques
[email protected], Tél. [phone]
http://lpce.cnrs-orleans.fr/~theureau/PANORAMA/PANORAMA.html
Karl-Ludwig Klein, Observatoire de Paris
Gaël Cessateur & Gilles Theureau,
Lab Phys. & Chimie de l’Environnement et de l’Espace, Orléans

• Rappel étoile : sphère de gaz, source
d’énergie=fusion nucléaire
• Evolution : étapes de fusion nucléaire, modérées par
la gravitation
• Etapes finales : naine blanche, supernova, étoile à
neutrons (pulsar), trou noir
• Fabrication des éléments chimiques
Plan du cours

• Noyau : génération d’énergie par fusion nucléaire;
libération de photons gamma (+ neutrinos)
• Transport d’énergie (initialement gamma) vers la
surface :
– Rayonnement (absorption-émission …) : zone radiative,
r<0,7 RS
– Convection (montée bulles de gaz chaud, expansion et
refroi-dissement, redescente gaz froid) : zone convective,
r=(0,7-1) RS.
Zone de transport
convectif
Zone de transport
radiatif
Noyau : fusion 4p →4He+γ
La structure interne du Soleil

• Equilibre entre la gravitation (concentration de la
matière au centre) et la pression (dispersion de la
matière)
• La pression à l’intérieur de l’étoile: haute température
/ forte pression. Température initialement engendrée
par la gravitation, puis maintenue par la fusion
nucléaire.
Zone de transport
convectif
Zone de transport
radiatif
Noyau : fusion 4p →4He+γ
Pourquoi cette étoile est-elle stable ?

• La fusion ne peut avoir lieu que dans un milieu chaud - d’autant plus
chaud que les noyaux sont lourds (donc plus chargés)
• La libération d’énergie par fusion est possible tant que le coeur de
l ’étoile est constitué d’éléments plus légers que le fer.
Energie de liaison /
nucléon [MeV]
Nombre de nucléons
Energie nucléaire et stabilité des étoiles
• L’énergie de liaison d’un
nucléon (neutron,
proton) augmente avec
le nombre de nucléons
(jusqu’à N=56, fer): gain
d’énergie par la fusion
d’éléments légers en
plus lourds (jusqu’au fer)
• Pour rendre la fusion
possible, il faut
rapprocher les protons
ou noyaux à haute
vitesse (franchir barrière
coulombienne)